CN100397154C - 平面电场型液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种平面电场型液晶显示装置。该平面电场型液晶显示装置包括相对设置的第一基底及第二基底、一位于该第一基底及第二基底间的液晶层、一设置于该第二基底邻近该液晶层一侧的电极层、一设置于该第一基底邻近该液晶层一侧包括多个通孔的黑色矩阵、一设置于黑色矩阵多个通孔内的彩色滤光层、一覆盖该黑色矩阵与彩色滤光层的保护层及多个支撑体，该电极层包括两种相互错开的电极，该两电极可产生平行于该第二基底的电场，该多个支撑体设置于对应黑色矩阵的保护层上，该保护层与支撑体接触表面是粗糙表面。

Description

平面电场型液晶显示装置

【技术领域】

本发明是涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种平面电场型液晶显示装置。

【背景技术】

液晶显示装置具有轻薄、耗电低及数字化等优点，目前在市场上越来越受到广泛应用。彩色液晶显示装置一般包括一液晶显示面板，其具两块平行的透明基底、在该两基底的内表面分别形成的电极层、封装于该两基底的液晶及支撑该两基底的支撑体。该电极层使用透明材料制得，加电压可产生控制液晶分子扭转的电场，配合贴合在该液晶显示面板两外表面的偏光膜，可控制光线的通过与否，达到显示的目的。

另外，为实现彩色显示的效果，该液晶显示面板的两块基底之一被设计为一彩色滤光片。该彩色滤光片除包括上述一基底及电极层外，一般还包括形成于该基底表面的黑色矩阵及填充于该黑色矩阵内的彩色滤光层。上述电极层覆盖该黑色矩阵与彩色滤光层。

该液晶显示装置工作时，由于液晶分子具有介电各向异性与电导各向异性，因此在电场的控制下，液晶分子取向将垂直于基底表面，但由于液晶分子间的相互作用力及重力等物理力的影响，使得液晶分子的取向不能完全垂直于基底表面，从而影响液晶显示装置的显示效果。因此，能改善液晶显示装置视角的设计陆续提出，其中一种被称为平面电场型(In Plane Switching，IPS)液晶显示装置。

请参阅图1，是一种现有技术平面电场型液晶显示装置剖面图。该液晶显示装置100包括第一基底14与第二基底17，其间夹持一液晶层15。第二基底17底面具有一电极层16。第一基底14及其上的彩色滤光层12、黑色矩阵13与平坦的保护层11共同构成区别于上述彩色滤光片的平面电场型液晶显示装置彩色滤光片(未标示)。该保护层11一般是由透明负型光阻制成。该黑色矩阵13在该第一基底14上呈行列状分布而形成多个格子，其行与列交叉处具有支撑体18。该支撑体18的材料与保护层11相似，一般是由透明负型光阻制成，其用以支撑该第一基底14与第二基底17。该彩色滤光层12具红(R)、蓝(B)、绿(G)三种着色单元，重复规则排列该三种着色单元在该第一基底14上以分别透过红、蓝、绿三原色光，阻挡其它波长的光透过。该黑色矩阵13设置于该三种着色单元之间，其作用是遮断三种着色单元间的光线，防止光线泄漏并且阻止着色材料混合。

该电极层16包括一设置于第二基底17邻近液晶层15一侧的共用电极161，一覆盖该共用电极161与第二基底17的绝缘层163、设置于该绝缘层163上的像素电极162及一覆盖该像素电极162与绝缘层163的钝化层164。该共用电极161及像素电极162设置于该支撑体18对应区域，并且相互错开。工作时，对应相邻支撑体18的共用电极161与像素电极162之间产生电场，驱动液晶分子在平行于第二基底17的方向旋转，从而控制光线的通过与否。

平面电场型液晶显示装置100的彩色滤光片结构与现有技术彩色滤光片主要区别是其采用保护层11作为与支撑体18接触的层体，而不是采用电极层与支撑体18接触。该类型彩色滤光片结构可参阅如图2所示的彩色滤光片，其揭露于2002年10月22日公告的美国专利第6,469,758号。

但是，由于保护层11(21)物理性能要求是表面平坦，且其材料与支撑体18的材料相似，一般是由透明负型光阻经曝光硬化制成。保护层11形成后，支撑体18再经曝光硬化形成于保护层11上，因此，保护层11与支撑体18的接触接口粘结力较差，如支撑体18脱落则会使得该区域的两块基底14、17间距与其它区域之间距无法保持一致，即该区域液晶层15厚度与其它区域的液晶层15厚度不一，影响该平面电场型液晶显示装置100的显示性能。

【发明内容】

为了克服现有技术平面电场型液晶显示装置结构不牢固的缺陷，本发明提供一种结构牢固的平面电场型液晶显示装置。

为了克服现有技术平面电场型液晶显示装置结构不牢固的缺陷，本发明还提供一种结构牢固的平面电场型液晶显示装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种平面电场型液晶显示装置，其包括相对设置的第一基底及第二基底、一位于该第一基底及第二基底间的液晶层、一设置于该第二基底邻近该液晶层一侧的电极层、一设置于该第一基底邻近该液晶层一侧包括多个通孔的黑色矩阵、一设置于黑色矩阵多个通孔内的彩色滤光层、一覆盖该黑色矩阵与彩色滤光层的保护层及多个支撑体，该电极层包括两种相互错开的电极，该两种电极可产生平行于该第二基底的电场，该多个支撑体设置于对应黑色矩阵的保护层上，该保护层在与支撑体的接触表面上具有不规则的凹凸结构，该支撑体与该保护层的凹凸结构相互啮合。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种平面电场型液晶显示装置，其包括相对设置的第一基底及第二基底、一位于该第一基底及第二基底间的液晶层、一设置于该第二基底邻近该液晶层一侧的电极层、一设置于该第一基底邻近该液晶层一侧包括多个通孔的黑色矩阵、一设置于黑色矩阵多个通孔内的彩色滤光层、一覆盖该黑色矩阵与彩色滤光层的保护层及多个支撑体，该电极层包括两种相互错开的电极，该两种电极可产生平行于该第二基底的电场，该多个支撑体对应黑色矩阵设置，该多个支撑体一部分突入该保护层而被保护层所包围，其用于支撑该第一基底与第二基底。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：由于本发明平面电场型液晶显示装置其内的保护层与支撑体接触表面是粗糙表面，相对于现有技术的平面接触面可增加保护层与支撑体接触面积，从而增加保护层与支撑体的结合强度；另外，相互啮合的粗糙接触接口结构可进一步增加保护层与支撑体之间的结合强度，因此本发明平面电场型液晶显示装置结构稳固，性能较高。

另外，由于本发明提供的另一种平面电场型液晶显示装置其内的支撑体突入保护层，被保护层所包围，从而增加支撑体与包括保护层在内的其它组件的结合强度，因此本发明平面电场型液晶显示装置结构稳固，性能较高。

【附图说明】

图1是现有技术平面电场型液晶显示装置的剖面图。

图2是另一现有技术平面电场型液晶显示装置的彩色滤光片的剖面图。

图3是本发明平面电场型液晶显示装置第一实施方式的剖面图。

图4是图3所示平面电场型液晶显示装置IV部分的放大图。

图5是本发明平面电场型液晶显示装置第二实施方式的局部放大图。

图6是是本发明平面电场型液晶显示装置第三实施方式的局部放大图。

图7是本发明平面电场型液晶显示装置第四实施方式的局部放大图。

图8是本发明平面电场型液晶显示装置第五实施方式的局部放大图。

【具体实施方式】

请参阅图3，是本发明平面电场型液晶显示装置的剖面示意图。该平面电场型液晶显示装置300包括相对设置的第一基底34及第二基底37、一位于该第一基底34及第二基底间37的液晶层35、一设置于该第二基底37邻近该液晶层35一侧的电极层36、一设置于该第一基底34邻近该液晶层35一侧具多个通孔(未标示)的黑色矩阵33、一设置于黑色矩阵33多个通孔内的彩色滤光层32、一覆盖该黑色矩阵33与彩色滤光层32的保护层31及多个支撑体38。

该平面电场型液晶显示装置300还包括设置于电极层36及保护层31上的配向膜、连接该电极层36的驱动电路及电源、分别黏贴于该两基底34、37外表面的偏光膜及设置于该第一基底34外侧的背光模块(图均未示)。

该黑色矩阵33呈格子状规则排列于该第一基底34表面，形成上述的多个通孔。该彩色滤光层32采用颜料分散法等方法形成于该第一基底34上，而且该彩色滤光层32具有三种不同颜色的着色单元(R，B，G)，其分别规律排列于该黑色矩阵33格子状间隔，即黑色矩阵33的通孔内。

该多个支撑体38位于该两基底34、37之间，设置于对应该黑色矩阵33的区域，用于支撑该两基底34、37。该保护层31与该支撑体38皆采用同一类型光阻材料。

该电极层36包括设置于该第二基底37上的共用电极361、覆盖该第二基底37及该共用电极361的绝缘层363、设置于该绝缘层363上的像素电极362及覆盖该绝缘层363及该像素电极362的钝化层364。该共用电极361及像素电极362对应该黑色矩阵33设置，而且相互错开。工作时，分别对应相邻支撑体38所在区域的共用电极361与像素电极362之间产生电场，驱动液晶层35的液晶分子在平行于第二基底37的方向旋转，进而控制来自背光模块的光线通过与否，或光线通过的强弱。通过液晶层35的光线通过彩色滤光层32，最后射出该平面电场型液晶显示装置300，被人眼所接收。

请一同参阅图4，该支撑体38一端设置于对应黑色矩阵33区域的保护层31表面上，其与保护层31的接触表面是粗糙表面311。该粗糙表面311是不规则凹凸结构，使得支撑体38与保护层31紧密啮合。该粗糙表面311是对保护层31曝光硬化时，使用具有对应该粗糙表面311图案的光罩进行曝光，显影后所得。未曝光而未固化的支撑体38放置于该粗糙表面311，使其与粗糙表面311充分接触再进行曝光，得到图4所示结构。

相较于现有技术保护层与支撑体的平面接触面，本发明可增加平面电场型液晶显示装置300内保护层31与支撑体38接触面积，从而增加保护层31与支撑体38的结合强度，另外，相互啮合的粗糙接触接口结构可进一步增加保护层31与支撑体38之间的结合强度，因此本发明平面电场型液晶显示装置300结构稳固，性能较高。

本发明还提供如下变更实施方式：

如参阅图5，保护层41与支撑体48接触表面411是凹面，支撑体48突入该保护层41内，被保护层41所包围。该接触表面411结构与上述粗糙表面311相似。该实施方式由于支撑体48被保护层41所包围，因此增加支撑体48与保护层41的结合强度。

或如图6所示，彩色滤光层52完全覆盖黑色矩阵53，支撑体58则设置于对应该黑色矩阵53的该彩色滤光层52上，并被保护层51所包围。

或如图7所示，彩色滤光层62完全覆盖黑色矩阵63，而且对应该黑色矩阵63区域是一凹面，支撑体68则设置于对应该黑色矩阵63的该彩色滤光层62上，突入彩色滤光层62并被保护层61及部分彩色滤光层62所包围。

或如图8所示，支撑体78直接设置于黑色矩阵73表面，被保护层71及彩色滤光层72所包围。

除上以外，本发明平面电场型液晶显示装置还可有更多变更实施方式，如上述彩色滤光层52、62分别与支撑体58、68接触表面均是粗糙表面；上述本发明平面电场型液晶显示装置的支撑体与其接触的各组件的接触表面可是规则的凹凸表面；上述本发明平面电场型液晶显示装置的保护层与支撑体分别采用正负光阻材料；上述本发明平面电场型液晶显示装置的保护层与支撑体的粗糙接触面可以由机械刻划法所制得，上述本发明平面电场型液晶显示装置的电极层的共用电极及像素电极可形成在同一层上。

Claims (10)

1.一种平面电场型液晶显示装置，包括相对设置的第一基底及第二基底、一位于该第一基底及第二基底间的液晶层、一设置于该第二基底邻近该液晶层一侧的电极层、一设置于该第一基底邻近该液晶层一侧包括多个通孔的黑色矩阵、一设置于黑色矩阵多个通孔内的彩色滤光层、一覆盖该黑色矩阵与彩色滤光层的保护层及多个支撑体，该电极层包括两种相互错开的电极，该两电极可产生平行于该第二基底的电场，该多个支撑体设置于对应黑色矩阵的保护层上，其特征在于：该保护层在与支撑体的接触表面上具有不规则的凹凸结构，该支撑体与该保护层的凹凸结构相互啮合。

2.如权利要求1所述的平面电场型液晶显示装置，其特征在于：该电极层包括设置于该第二基底上的共用电极，覆盖该第二基底及该共用电极的绝缘层，设置于该绝缘层上的像素电极，及覆盖该绝缘层及该像素电极的钝化层。

3.如权利要求1所述的平面电场型液晶显示装置，其特征在于：该保护层与支撑体接触表面是凹面。

4.如权利要求1所述的平面电场型液晶显示装置，其特征在于：该保护层与该支撑体分别采用正负光阻材料或皆采用同一类型光阻材料。

5.一种平面电场型液晶显示装置，包括相对设置的第一基底及第二基底、一位于该第一基底及第二基底间的液晶层、一设置于该第二基底邻近该液晶层一侧的电极层、一设置于该第一基底邻近该液晶层一侧包括多个通孔的黑色矩阵、一设置于黑色矩阵多个通孔内的彩色滤光层、一覆盖该黑色矩阵与彩色滤光层的保护层及多个支撑体，该电极层包括两种相互错开的电极，该两电极可产生平行于该第二基底的电场，该多个支撑体对应黑色矩阵设置，其特征在于：该多个支撑体一部分突入该保护层而被保护层所包围，其用于支撑该第一基底与第二基底。

6.如权利要求5所述的平面电场型液晶显示装置，其特征在于：该彩色滤光层进一步覆盖该黑色矩阵，该多个支撑体一部分突入该保护层设置于该彩色滤光层表面上。

7.权利要求6所述的平面电场型液晶显示装置，其特征在于：对应该支撑体的彩色滤光层部分表面是凹面。

8.如权利要求5所述的平面电场型液晶显示装置，其特征在于：多个支撑体进一步突入该彩色滤光层从而设置于该黑色矩阵表面上，被彩色滤光层及保护层所包围。

9.如权利要求5所述的平面电场型液晶显示装置，其特征在于：该电极层包括设置于该第二基底上的共用电极，覆盖该第二基底及该共用电极的绝缘层，设置于该绝缘层上的像素电极，及覆盖该绝缘层及该像素电极的钝化层。

10.如权利要求5所述的平面电场型液晶显示装置，其特征在于：该保护层与该支撑体分别采用正负光阻材料或皆采用同一类型光阻材料。

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